車輛運行工況記錄裝置及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)研究畢業(yè)設(shè)計論文.doc

目 錄第一章 緒論11.1 我國道路交通事故現(xiàn)狀及原因11.2 課題的提出3第二章 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計62.1 系統(tǒng)功能分析62.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計7第三章 硬件設(shè)計133.1 系統(tǒng)電源設(shè)計133.2 車速測量153.3 看門狗、單片機復(fù)位、電源故障監(jiān)控電路173.4 實時時鐘電路193.5 大容量存儲器的擴展233.6 主板設(shè)計28第四章 程序設(shè)計324.1 pc機和單片機串行通信程序設(shè)計324.2 信息輸出404.3 上位機軟件設(shè)計44第五章 試驗與數(shù)據(jù)處理465.1 試驗方案設(shè)計465.2 數(shù)據(jù)處理51第六章 結(jié)論與建議566.1 結(jié)論566.2 建議56參考文獻58致謝61第一章 緒 論1.1 我國道路交通事故現(xiàn)狀及其原因1.1.1 我國道路交通事故現(xiàn)狀交通運輸是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是我們國家現(xiàn)代化建設(shè)的戰(zhàn)略重點之一。公路運輸是交通運輸?shù)闹匾M成部分，是當(dāng)今世界上各種運輸方式中最廣泛、最活躍、最富有潛力的運輸方式。隨著社會經(jīng)濟向更高層次發(fā)展，公路運輸以其機動、靈活、適應(yīng)性強而越來越受到重視，其地位和作用也越來越重要。然而，汽車給人類帶來文明與進步的同時，也給人類帶來了環(huán)境污染和交通事故等危害，特別是交通事故的危害給人們的生活蒙上了一層陰影，已經(jīng)成為當(dāng)今世界的一大公害。汽車時代的到來，使道路交通事故在人類安全事故中所占的比例越來越大，統(tǒng)計資料表明，全球道路交通事故的總數(shù)約占安全事故的90%左右，造成的傷亡人數(shù)占所有安全事故傷亡人數(shù)的80%以上。在非正常死亡之中，道路交通事故已成為名副其實的“第一殺手”。近年來，我國道路交通發(fā)展迅猛，汽車保有量迅速增加，如表11所示。道路的發(fā)展，機動車量的增加，極大地促進了國民經(jīng)濟的增長，而道路、安全設(shè)施及管理都未能跟上，使得道路交通事故日趨嚴重，表12為1995年2001年全國道路交通事故起數(shù)、死亡人數(shù)及萬車死亡率情況。 我國汽車保有量逐年增長情況 表11 95年96年97年98年99年00年01年汽車保有量1050118512561334147416101885（萬輛） 我國交通事故情況 表1295年96年97年98年99年00年01年起數(shù)（萬）27.228.83034.641.361.775.5死亡人數(shù)（萬）7.17.47.37.88.49.410.3萬車死亡率22.520.117.517.315.4515.615.2由此可見，我國道路交通事故數(shù)量及死亡人數(shù)仍呈逐年上升趨勢，且上升的幅度逐年加大，這種趨勢在今后的幾年中仍將持續(xù)?？v觀世界各發(fā)達國家的道路交通事故發(fā)展變化趨勢，雖然各國人口、社會制度、道路交通狀況、交通法規(guī)等不盡相同，但總的經(jīng)歷過程卻十分相似，隨著各國經(jīng)濟的發(fā)展，道路交通事故到六、七十年代達到最高峰。隨后由于這些國家在道路設(shè)施、交通法規(guī)、安全教育及汽車的主被動安全性等方面采取了積極有效的措施，使道路交通事故得到了有效的遏制，在八、九十年代基本處于穩(wěn)定狀況，他們的經(jīng)驗是值得我國借鑒的。1.1.2 我國交通事故主要原因概略分析長期以來，大多數(shù)交通科研工作者將主要的注意力集中于解決道路基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和改造，交通安全方面的研究相對較少。近年來，隨著城市經(jīng)濟的高速發(fā)展，一方面道路建設(shè)有了長足的進步，道路等級、平均車速有了普遍提高。另一方面，交通供需矛盾仍然突出，而且，隨著車速提高、交通量增長，道路交通事故（特別是重特大事故）每年呈上升趨勢，這種狀況已日益引起有關(guān)部門的重視。針對道路等級低、交通混行嚴重、機動車安全性能差等特點，如何深層次分析事故，提高道路的安全設(shè)計和安全管理，遏制道路交通事故大幅度上升的勢頭，成為目前最為緊迫、重要的問題。國內(nèi)道路交通的特點是混合交通大量存在，造成我國交通事故偏多的原因主要集中在以下幾個方面：1、 交通參與者所有交通參與者的素質(zhì)，對交通安全影響極大，他們包括駕駛員、行人、騎自行車者等等。其中，駕駛員是最重要的因素，其素質(zhì)的高低直接影響著自身和其他交通參與者的安全。根據(jù)我國交通事故統(tǒng)計情況看，由駕駛員直接責(zé)任造成的交通事故約占7080。在這些事故中，由于駕駛員疏忽大意、采取措施不當(dāng)、不按照規(guī)定行駛、違章超車、違章超速、帶病行車、酒后駕車、疲勞駕駛為違章重點。駕駛員的違章行為非常普遍，而且往往是一種動態(tài)行為，預(yù)防和治理難度很大。因此，提高駕駛員的素質(zhì)，切實加強駕駛員行車的動態(tài)監(jiān)控是預(yù)防和減少交通事故的關(guān)鍵所在。2、 運行車輛車輛的技術(shù)狀況和使用性能與交通安全有著密切的關(guān)系。此外，車輛的舒適性、操縱機構(gòu)的適應(yīng)性和輕便性、駕駛室的視野、燈光、喇叭等信號和車輛的安全防護設(shè)施也直接影響著交通安全。盡管新車和在用車每年都要經(jīng)過公安交通管理機關(guān)分別進行初次檢驗和年度檢驗，但帶病行駛的車輛依然有增無減。特別是一些個體車輛長期失修，不按規(guī)定里程進行維修，致使車輛技術(shù)狀況嚴重下降，加之行業(yè)管理部門執(zhí)法不嚴，只重經(jīng)濟效益，忽視社會效益，導(dǎo)致這種現(xiàn)象屢屢發(fā)生，個體車輛事故驟升。因此，實時記錄車輛運行工況，加強在用車輛的工況分析，能夠及時、及早發(fā)現(xiàn)車輛的病情，同時發(fā)出警報，可以有效的防治因為車輛因素導(dǎo)致交通事故的發(fā)生。3、 交通運輸法規(guī)交通運輸法規(guī)是依據(jù)憲法的有關(guān)精神，由國家權(quán)力機構(gòu)制定的強制性的行政命令和規(guī)章制度，是通行城鄉(xiāng)道路的一切車輛、行人的行為準則，也是交通安全管理人員管理交通的法律依據(jù)。然而，我國的交通運輸法規(guī)還很不完善，就交通事故處理方面而言，法規(guī)過于原則，不詳細，執(zhí)行操作難度大，很大程度造成了執(zhí)法人員的隨意性。因此，如何盡量減少人為的干擾，做到既快速又準確地處理交通事故，盡量減少交通阻塞的時間，同時又能夠客觀公正的處理交通事故，是具有很大的現(xiàn)實意義。1.2 課題的提出1.2.1 課題研究背景我國是一個道路交通事故高發(fā)生率國家，因之造成了人民生命財產(chǎn)的巨大損失。例如，2001年全國發(fā)生交通事故75.5萬多起，造成10.3萬多人死亡，近54.5萬人受傷，財產(chǎn)經(jīng)濟損失達30.9億元。因此，加強道路交通安全管理，保障道路交通暢通，減少交通事故，具有廣泛的社會效益和經(jīng)濟效益。本課題致力于預(yù)防、減少交通事故，同時為快速、準確地處理交通事故提供科學(xué)依據(jù)。以下這些問題是本課題研究的出發(fā)點：1）資料統(tǒng)計表明，在各種道路交通事故中，駕駛員責(zé)任事故所占比例最大。如何有效防止駕駛員違章，減少道路交通事故，是本課題要考慮的首要問題。2）每年我國發(fā)生交通事故幾十萬起，原有的事故處理方式已經(jīng)越來越不適應(yīng)社會的發(fā)展，尤其是在一些重點道路上，更是希望盡早恢復(fù)通車。因此，如何能夠快速高效、客觀公正地處理交通事故是社會的迫切需求。3）物流業(yè)的蓬勃發(fā)展已經(jīng)成為我國國民經(jīng)濟新的增長點，物流業(yè)強大的配送車隊越來越需要加強對車輛運行的監(jiān)控，適時安排保養(yǎng)維護，合理配置車輛資源，從而提高經(jīng)濟效益。因此，如何實時跟蹤車輛運行，獲知運行狀況，是運輸管理部所關(guān)心的問題。4）事故數(shù)據(jù)對事故分析起著至關(guān)重要的作用，目前許多地方的事故數(shù)據(jù)采集具有很大的隨意性，因此，事故數(shù)據(jù)的準確性和全面性難以保障，不便于向事故檔案科學(xué)化管理方面轉(zhuǎn)化。同時，分析工作的依據(jù)來源于統(tǒng)計數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的不準確，分析結(jié)果偏差就大。因此，提供一組客觀準確的事故數(shù)據(jù)不僅僅是事故處理人員的需要，也是決策部門的要求。1.2.2 國內(nèi)外研究狀況汽車運行工況記錄儀在歐洲很早就裝車運行了。德國比較成熟的第二代產(chǎn)品“意外資料記錄儀”在九十年代初開始在德國、奧地利、荷蘭的車輛上安裝使用。隨后，美國把“黑匣子”列入生命保障系統(tǒng)，在全國大力推廣使用和安裝“黑匣子”。最新資料顯示，日本汽車研究所最近研制出的“黑匣子”，不僅能夠記錄車輛事故發(fā)生的各種數(shù)據(jù)，而且它還能自動收入事故發(fā)生前10秒和后5秒之間從駕駛室看到的畫面。我國汽車運行工況記錄儀研究基本與世界同步。早在1988年，汽車“黑匣子”的研究就被國家計委、物價局、稅務(wù)局、中國工商銀行等部門列入國家級重大新產(chǎn)品試產(chǎn)計劃，1994年，由中國航空工業(yè)第六一一研究所研制并推廣應(yīng)用的“cxj車輛行駛記錄系統(tǒng)”，通過了由國家技術(shù)監(jiān)督局組織的科技成果鑒定，并在深圳、上海、廣州、南寧等地試行裝車，取得了一定的社會效益。尤其是近幾年，有關(guān)汽車運行工況記錄儀問題的研究在我國方興未艾，很多公司和科研院所都投入了大量的人力物力進行研究開發(fā)，相繼又有多種產(chǎn)品問世。實踐證明，汽車運行工況記錄儀能有效提高車輛行駛安全狀況，然而，由于技術(shù)等諸多方面的原因，汽車運行工況記錄儀的安裝率在我國還很低。目前市場上產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊，價格居高不下，我國也沒有相關(guān)法規(guī)要求運行車輛必須安裝該裝置，這些情況都限制了汽車運行工況記錄儀的進一步推廣使用。1.2.3 課題研究內(nèi)容不同用戶對交通事故的分析有著不同層面的要求，需要解決的問題也各不相同，所采用的分析方法也有差異。對于交通事故分析而言，不同的分析任務(wù)，需要相應(yīng)的資料數(shù)據(jù)。本課題基于道路交通事故的預(yù)防和處理，保留了汽車運行工況記錄儀的部分功能，同時又加強了與事故預(yù)防和處理有關(guān)的功能，完善了事故分析軟件系統(tǒng)，研制開發(fā)了“車輛運行工況記錄裝置及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)”。為了公正地處理交通事故，客觀的復(fù)原事故過程。“車輛運行工況記錄裝置及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)” 能夠記錄汽車運行過程中的有關(guān)重要信息，尤其是事故發(fā)生前后的運行工況，從而保證了事故數(shù)據(jù)的客觀準確。并且這種設(shè)備能夠及時向司機發(fā)出安全提示、讓司機及時糾正錯誤或危險的行車狀態(tài)，避免交通事故發(fā)生。數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)可以方便的提取所需數(shù)據(jù)，用于事故分析?；谝陨险撌觯疚奶岢隽恕败囕v運行工況記錄裝置及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)”的經(jīng)濟技術(shù)指標，要求如下：1） 整套系統(tǒng)價格成本在200元左右；2） 保存一個星期左右的最新行車記錄；3） 車輛啟動時，記錄儀開始記錄信息，停車時，則停止記錄；4） 超過預(yù)設(shè)車速時，能夠及時給駕駛員安全提示；5） 能夠?qū)崟r顯示車輛運行速度；6） 斷電后數(shù)據(jù)能夠永久保存；7） 行車記錄能隨時讀取出來，送到pc機進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。按照以上經(jīng)濟技術(shù)要求，本課題的主要研究內(nèi)容如下：1）車況信息采集裝置。車況信息主要指行車速度、制動狀態(tài)以及其他一些對車輛工況分析有用的信息。車況信息采集裝置就是用來對這些有用信息進行采集的。2）大容量的數(shù)據(jù)存儲裝置。系統(tǒng)不僅有信息采集的功能，而且還要求把這些信息保存下來。大量的采集數(shù)據(jù)要占據(jù)很大的存儲空間，如何有效地組織和讀寫這些數(shù)據(jù)是本系統(tǒng)要研究的一個重要問題。3）語音安全提示裝置。為有效的預(yù)防交通事故的發(fā)生，系統(tǒng)設(shè)置了語音安全提示功能，在車速超過預(yù)設(shè)報警值時，系統(tǒng)產(chǎn)生語音安全提示。4）速度顯示裝置。車速是車輛運行的重要參數(shù)，系統(tǒng)采用數(shù)碼管顯示車速。5）上位機軟件。在停車狀態(tài)，可以用上位機軟件提取下位機采集的數(shù)據(jù)，并對這些數(shù)據(jù)進行相應(yīng)的處理。第二章 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計2.1 系統(tǒng)功能分析我國交通事故的頻頻發(fā)生，使得以下幾個問題顯得更加突出：普遍存在的駕駛員動態(tài)違章，隱晦不明的車輛運行工況，欠效率、欠公正的事故處理過程。汽車運行工況記錄裝置的出現(xiàn)，為解決這些問題找到了一條有效途徑。汽車運行工況記錄裝置又稱汽車“黑匣子”，是將飛機黑匣子的設(shè)計思想應(yīng)用于汽車。它是一種由微電腦控制的數(shù)字式、全自動、智能化的隨車檢測裝置。它集機械、電子、計算機、信息技術(shù)于一體。適用于預(yù)防事故、監(jiān)察違例、科學(xué)管理、并為事故的分析提供客觀、公正、科學(xué)的依據(jù)。汽車運行工況記錄裝置是機動車交通管理、預(yù)防交通事故和事故處理的現(xiàn)代化工具，它在道路交通管理中的作用主要表現(xiàn)在以下幾個方面：1、 有利于預(yù)防事故的發(fā)生眾所周知，駕駛員超速行車、疲勞駕駛是造成交通事故的重要原因之一。針對這種情況，汽車運行工況記錄裝置能夠自動、連續(xù)、真實地記錄幾十小時內(nèi)駕駛員的行駛速度和連續(xù)行車情況，相當(dāng)于在車上長期配備了一名交通警察，對駕駛員的安全行車情況進行全面的、長期不間斷的適時監(jiān)控，并可以利用這些數(shù)據(jù)建立駕駛員安全行車檔案，為駕駛員的考核、評比、獎罰提供科學(xué)依據(jù)。也有利于培養(yǎng)駕駛員開安全車、中速車的良好習(xí)慣，從而可以有效的預(yù)防司機的疲勞駕駛。除此以外，汽車運行工況記錄裝置還有語音安全提示功能，當(dāng)行駛車輛超過預(yù)設(shè)速度時，汽車運行工況記錄裝置便會發(fā)出語音安全提示，督促司機采取減速措施，預(yù)防事故發(fā)生。因此，汽車運行工況記錄裝置可以有效的糾正駕駛員超速違章，并且從很大程度上杜絕了駕駛員的疲勞駕駛，達到了減少違章和預(yù)防事故的目的。2、 有利于加強機動車的管理汽車運行工況記錄裝置為車輛的檢測維護提供了科學(xué)依據(jù)。國外對汽車和發(fā)動機已經(jīng)采取視情維護制度，即把定期維護、修理改為依據(jù)車況實際需要進行檢查、維護和保養(yǎng)。汽車運行工況記錄裝置記錄的異常數(shù)據(jù)為開展視情維護提供了重要的信息。即汽車哪里不正常就修到哪里，做到有的放矢，而不會不分好壞，一概修理。這樣，即節(jié)省了人力，且省去了維修費，還提高了車輛使用率，以獲得更大的經(jīng)濟效益。同時，汽車運行工況記錄裝置還為車主單位科學(xué)管理和使用車隊提供了有效手段。汽車運行工況記錄裝置能實時監(jiān)控車輛運行狀況，可以連續(xù)統(tǒng)計一段時間內(nèi)出車時刻、收車時刻、行車時間。方便車主和車隊掌握車輛的使用情況，以加強車輛的使用管理，合理配置資源，提高經(jīng)濟效益。3、 為處理交通事故提供科學(xué)依據(jù)隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，人們出行次數(shù)和汽車保有量的急劇增加，在有限的道路上造成城市交通的嚴重擁擠。交通事故數(shù)量逐年上升，我國每年交通事故死亡人數(shù)已超過10萬，處理事故幾十萬起，如何準確、及時、快速地處理交通事故已成為交通警察的一項迫切任務(wù)。機動車的運行往往是司機的“獨立王國”，一旦發(fā)生交通事故，往往是各執(zhí)一詞，如果找不到有力的旁證材料，就會更加莫衷一是，傳統(tǒng)的事故處理方法就顯得費時費力。目前，我國的交通事故處理，一般采用的方法是首先人工判斷制動車輪胎印、量測剎車距離和收集各種有關(guān)數(shù)據(jù)（如拖痕長度、散落物位置等），拍攝現(xiàn)場照片，訪問目擊證人；然后根據(jù)人體傷痕部位或車的破損情況，來判斷車輛與人或物相撞的情況；最后對這些資料做分析，分清駕駛員與被害者的責(zé)任大小。事故處理是一項政策性和技術(shù)性很強的工作，我國交通事故處理方面的法制還不健全，同時也缺乏完整的理論研究，致使事故處理人員沒有統(tǒng)一的原則，各自形成單一的事故處理方法和標準，存在著欠準確、低效率的現(xiàn)象，容易受到事故處理人員的主觀因素影響，影響處理過程的公正性。汽車運行工況記錄裝置能夠記錄車輛事故發(fā)生的時間、事故發(fā)生前后的速度、減速制動情況及其他駕駛狀況，從而可以為交通事故的處理提供定量、準確的數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)用于配合交通事故的現(xiàn)場勘查取證，用科學(xué)的、定量的數(shù)據(jù)公正客觀地判斷事故原因和責(zé)任，可以極大的提高交通民警的工作效率；同時也能有效地降低和防止事故發(fā)生，保障交通法規(guī)的貫徹執(zhí)行，有利于交通安全和保障駕駛?cè)藛T的合法權(quán)益。 2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計2.2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)根據(jù)第一章提出的經(jīng)濟技術(shù)指標，同時全面考慮系統(tǒng)的功能要求，本文提出了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案，如圖21所示，系統(tǒng)主要由信息采集、控制、信息輸出、存儲電路、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、實時時鐘電路、看門狗和電源監(jiān)控電路等單元組成。圖21 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2.2.2 系統(tǒng)組成單元概述1、信息采集單元信息采集單元是系統(tǒng)的前向通道，由車速傳感器、開關(guān)量采集和光電隔離電路組成，用來采集自車的運行工況和速度信息。1）車速傳感器電路。車速傳感器采用集成開關(guān)型霍爾傳感器，它能夠把車輪轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為霍爾電壓輸出，此輸出為脈沖信號，能夠直接輸入單片機i/o口，被單片機處理。圖22為車速傳感器使用原理示意圖，車速傳感器輸出與車速成比例的脈沖信號至單片機i/o口。圖22 車速傳感器與單片機接口電路2）開關(guān)量信號接口電路。本系統(tǒng)采用了汽車接口電路如剎車、車燈、發(fā)動機轉(zhuǎn)速等。 這些開關(guān)量信號直接與各個開關(guān)接線端聯(lián)接，接口電路如圖23所示。由于汽車各種開關(guān)狀態(tài)初始電平不定，因此接口必須滿足高低電平的輸入要求，圖23所示電路輸入端輸入高電平時，r1、r2組成分壓電路，把輸入信號分壓后，再經(jīng)過光電隔離模塊，輸至單片機接口，d2為保護穩(wěn)壓二極管，c1為濾波電容，如輸入低電平時由于d1的作用使得單片機接口下拉為低電平。為了增強系統(tǒng)的抗干擾性、減小誤差，對信號都用光耦加以隔離，如圖2-4所示。圖23 開關(guān)接口電路圖2-4 光電隔離原理圖2、信息輸出單元1）語音安全提示電路。當(dāng)行駛車輛超過預(yù)設(shè)速度時，汽車運行工況記錄裝置便會發(fā)出語音安全提示，督促司機采取減速措施。語音安全提示電路見第四章第二節(jié)論述。2）速度顯示電路。車速傳感器安裝在變速器輸出軟軸上，如圖25所示。車輛運行時，速度時刻在變化，為了直觀顯示當(dāng)前行車速度，本系統(tǒng)采用數(shù)碼管顯示車速。當(dāng)在某段發(fā)光二極管上施加一定的正向電壓時，該段筆劃即亮，不加電壓則暗，為了保護各段led不被損壞，一般需加限流電阻。速度顯示電路設(shè)計見第四章第二節(jié)。圖25 車速傳感器示意圖3、實時時鐘電路運行工況記錄裝置要求系統(tǒng)能夠?qū)崟r記錄汽車的運行狀況，采用單片機內(nèi)部的定時器，通過軟件編程，可以得到時鐘信息。但是該方法不僅編程復(fù)雜，而且由于車輛本身的干擾和電源等一些問題，可能導(dǎo)致單片機系統(tǒng)頻繁復(fù)位，從而極大的影響定時器的計數(shù)準確性。因此，設(shè)計專門的實時時鐘電路是很有必要的，實時時鐘電路的選用和設(shè)計見第三章第四節(jié)。4、 看門狗、單片機復(fù)位、電源監(jiān)控電路本系統(tǒng)工作環(huán)境惡劣，單片機系統(tǒng)在工作時，由于種種干擾因素的影響，有可能出現(xiàn)死機現(xiàn)象導(dǎo)致單片機系統(tǒng)無法正常工作，為了克服這種現(xiàn)象，本系統(tǒng)需外加看門狗電路。幾乎所有單片機都需要復(fù)位電路，使得單片機上電能夠可靠復(fù)位，在下電時能防治程序亂飛導(dǎo)致eeprom中的數(shù)據(jù)被修改，因此，本系統(tǒng)也需要高質(zhì)量、高可靠性的復(fù)位電路。此外，有些單片機系統(tǒng)要求能夠在掉電瞬間把重要的數(shù)據(jù)保存下來，因掉電的發(fā)生往往是很隨機的，因而此類單片機系統(tǒng)需要電源監(jiān)控電路，在掉電剛發(fā)生時能告知單片機。掉電瞬間的數(shù)據(jù)對于事故分析而言是非常重要的，因此，本系統(tǒng)還需要電源監(jiān)控電路。看門狗、單片機復(fù)位、電源監(jiān)控電路的設(shè)計與實現(xiàn)見第三章第三節(jié)。5、 大容量數(shù)據(jù)存儲器電路mcs-51有32根i/o口線，分成4個端口。p0口作為一般i/o口線或作為地址/數(shù)據(jù)總線使用,p1口和p2口作為通用端口使用,是一種準雙向口,其中p2口在系統(tǒng)連接外部存儲器時可用于輸出高8位地址。因此, mcs-51單片機芯片外擴展數(shù)據(jù)存儲器時，使用地址總線16根，故具有64kb的存儲器地址空間。這64kb的內(nèi)存單元地址為0000h-ffffh。本系統(tǒng)要求數(shù)據(jù)存儲器容量遠大于64kb，因此必須進行外部ram的擴展。本系統(tǒng)具體做法是把單片機p1端口作為地址總線輸出口使用，使得地址線由16根增加到19根，從而使地址空間由64kb擴展為512kb，具體使用情況見第三章第五節(jié)。6、 控制單元本系統(tǒng)選用了mcs-51系列單片微型機at89c51為控制單元，msc-51片內(nèi)總體結(jié)構(gòu)如圖2-6所示。圖26 msc-51片內(nèi)總體結(jié)構(gòu)簡化框圖7、 數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)主要功能是用來接收下位機采集的數(shù)據(jù)，并對這些數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，以便于用于事故分析和處理。系統(tǒng)不僅提供了曲線和圖表等直觀形式從宏觀上把握車輛運行情況，而且也提供了數(shù)據(jù)查詢等手段從各個細節(jié)部分考察車輛的運行情況。第三章 硬件設(shè)計3.1 系統(tǒng)電源設(shè)計3.1.1 控制電源概況本系統(tǒng)是在移動車輛上使用，系統(tǒng)設(shè)計首先要考慮系統(tǒng)供電問題，因此，如何在無市電且發(fā)電機尚未發(fā)電情況下確保系統(tǒng)的正常工作，是本系統(tǒng)電源設(shè)計的關(guān)鍵所在。這就要求電源電路必須在無外部交流電源情況下，向控制裝置提供符合要求的工作電源?？刂齐娫匆话悴捎靡韵聨追N方式：1、以柴油發(fā)電機組啟動蓄電池為電源，經(jīng)線性穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓至所需工作電壓（通常為5v）。此方式電路簡單、成本低，曾得到廣泛應(yīng)用。但由于降壓幅度大，而使得穩(wěn)壓電路功耗大、體積龐大。2、另設(shè)獨立的蓄電池組經(jīng)穩(wěn)壓作為控制電源，此方式簡單可靠。但由于蓄電池壽命短等原因，給用戶使用、維護帶來諸多不便，實際應(yīng)用不多。3、采用ups經(jīng)ad-dc變換，作為控制電源。此方式可靠性高，但成本高，而且ups的蓄電池壽命較短（通常45年），因而也很少被采用。4、以發(fā)電機啟動蓄電池為電源，經(jīng)開關(guān)穩(wěn)壓至所需工作電壓（常為5v）。此方式穩(wěn)壓電路工作處于開關(guān)狀態(tài)，功耗低、體積小、適應(yīng)電壓范圍大。缺點是電路復(fù)雜，生產(chǎn)制造難度大。近幾年來隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，單片開關(guān)穩(wěn)壓芯片的出現(xiàn)，外部電路趨于簡單，其應(yīng)用逐漸增多。由上述分析可見，采用開關(guān)穩(wěn)壓電路應(yīng)是車載發(fā)電機控制系統(tǒng)電源電路的優(yōu)選方案。一般車用蓄電池電壓為12 v，而以 at89c51單片機組成的應(yīng)用系統(tǒng)其電源電壓 vcc要求在+5v1 %范圍內(nèi)，且車載設(shè)備使用環(huán)境惡劣，干擾因素較多。因此，要使單片機系統(tǒng)可靠工作，必須設(shè)計一套抗干擾能力強的供電電路。3.1.2 車載發(fā)電機控制系統(tǒng)電源特點1、輸入電源電壓變化大12v的電源系統(tǒng)，電壓則可能在7.5v14v變化。而且在發(fā)電機運行期間，若蓄電池回路意外脫開，充電機電壓峰值可達到45v。2、電源電路技術(shù)指標應(yīng)達到以下要求，方可滿足控制系統(tǒng)的要求1）輸入電壓范圍：7.5v30v；2）輸出電壓：+5v1 %，1a； 3）允許最大輸入電壓：40v；4）允許最小輸入電壓：7 .5v；5）輸出電壓：+5v1%，1a。3.1.3 電源電路設(shè)計開關(guān)電源是進行交流/直流（ac/dc）、直流/直流（dc/dc）、直流/交流（dc/ac）功率變換的電源。一般的開關(guān)電源組成框圖如圖31所示，其核心部分是dc/dc變換器。圖31 開關(guān)電源組成框圖本設(shè)計采用maxim公司的max726步降型脈寬調(diào)制（pwm）開關(guān)穩(wěn)壓集成芯片組成該穩(wěn)壓電路，主穩(wěn)壓電路將啟動蓄電池電壓降壓后，輸出+5v的穩(wěn)定電壓，電源電路設(shè)計原理圖如圖32所示。圖32 電源電路設(shè)計原理圖max726主要技術(shù)參數(shù)如表3-1所示。該芯片內(nèi)部集成了100khz震蕩器、2.21v基準電壓、誤差放大器、脈寬調(diào)制控制邏輯、輸出電流限制電路和功率開關(guān)三極管。電源由vin輸入，經(jīng)開關(guān)三極管控制后，由vsw輸出100khz，脈寬可控的脈沖。當(dāng)三極管導(dǎo)通時，電源由vsw輸出，經(jīng)電感器l向濾波電容器c5、c6和負載供電；當(dāng)三極管關(guān)斷時,電感器經(jīng)續(xù)流二極管繼續(xù)向負載供電。輸出電壓經(jīng)電阻分壓后，由fb輸入到誤差放大器的負輸入端，誤差放大器的正輸入端為2.21v基準電壓。當(dāng)輸出電壓升高時，fb電壓也隨之升高，誤差放大器輸出電壓vc降低，控制pwm邏輯降低脈沖占空比，從而降低輸出電壓；反之亦然，從而使輸出電壓穩(wěn)定。在vc端外加rc補償網(wǎng)絡(luò), 可使電路工作穩(wěn)定。當(dāng)輸出電流超過約26a時，pwm邏輯將關(guān)斷三極管，以保護穩(wěn)壓電路。 max726主要技術(shù)參數(shù) 表3-1序號項 目條 件參數(shù)單位12345678最大輸入電壓最大輸出電流最小輸入電壓啟動電壓輸入電壓范圍開關(guān)接通壓降開關(guān)頻率電壓調(diào)整率il=0.5atj=+25所有工作溫度范圍內(nèi)，空載到滿載4527.3358401.21001.0vavvvvkhz%發(fā)電機啟動蓄電池使用一段時間后，內(nèi)阻變大、電壓恢復(fù)時間變長，將造成在啟動瞬間電壓嚴重跌落。對此，在電源輸入端設(shè)置隔離二極管vd1和蓄能電容器c2，這樣在蓄電池電壓跌落的瞬間，由c1維持供電，從而保證穩(wěn)壓電源工作正常。在電源回路，啟動蓄電池的高頻交流阻抗和連接導(dǎo)線的分布電感會使脈動電流的上升沿時間增長，故需設(shè)置低交流阻抗（esr）的高頻電容器作為旁路電容（c3），向max726提供需100khz的脈動電流，保證max726穩(wěn)定工作。在電源輸出回路，輸出濾波電路由濾波電感器l和濾波電容器c5、c6組成。續(xù)流二極管vdz1在max726開關(guān)關(guān)斷期間提供l的續(xù)流回路。通過合理選擇r2、r3、rp1的值，使輸出電壓能方便精確地調(diào)整到5v。3.2 車速測量3.2.1 車用傳感器的特點1、 適應(yīng)性強、耐惡劣環(huán)境汽車活動范圍大，環(huán)境條件差別極大，既有南北極的極嚴寒地區(qū)，也有象赤道地區(qū)的酷熱氣候，因此，要求傳感器具有極強的適應(yīng)性。汽車可能工作在極度惡劣的氣候條件下，有時塵土彌漫，有時風(fēng)雨交加，所以傳感器應(yīng)具有很好的密封性，耐潮濕、抗腐蝕能力強。2、 抗干擾能力強傳感器除了能夠適應(yīng)外界惡劣環(huán)境之外，也要能夠抵抗來自發(fā)動機內(nèi)部的各種干擾。傳感器都安裝在發(fā)動機艙中，除了能夠承受發(fā)動機工作時的高溫、高壓、燃燒廢氣腐蝕之外，還要求有良好的抗震性能，抵抗發(fā)動機工作時的強烈震動，另外，發(fā)動機工作時會產(chǎn)生電磁波，因此要求傳感器具有抗干擾能力。3、 穩(wěn)定性和可靠性高汽車的各種零部件要求能長時間運行，并且勿須更換和調(diào)整仍能滿足規(guī)定的技術(shù)指標，因此，傳感器必須具有高穩(wěn)定性和高可靠性。4、 價格低廉，適應(yīng)大批量生產(chǎn)這要求傳感器的一致性好，不需要復(fù)雜調(diào)整，適合自動化生產(chǎn)。3.2.2 本系統(tǒng)車速傳感器的選用本系統(tǒng)車速傳感器選用集成開關(guān)型霍爾傳感器，傳感器每旋轉(zhuǎn)一周，產(chǎn)生一個脈沖信號。驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)動，經(jīng)過減速器、變速器之后，最后到達輸出軟軸，其傳動關(guān)系如圖33所示。圖33 車速傳感器傳動簡圖將傳感器輸出的脈沖信號傳給單片機，單片機的cpu通過下式便可計算出當(dāng)前車速： （式2-1）式中：v車當(dāng)前車速；r輪胎半徑；n時間t內(nèi)的脈沖數(shù)；i1主減速器的減速比；i2變速比； t 計數(shù)時間。3.2.3 車速測量及應(yīng)注意的問題車速測量是本系統(tǒng)的核心部分之一，車速經(jīng)過傳感器的轉(zhuǎn)換，成為輸出脈沖，可以直接輸入單片機。單片機處理脈沖信號一般有兩種方法：測量周期法和測量頻率法，測量周期法對低頻測量的效果較為明顯。因本系統(tǒng)屬于低頻測量，所以采用了測量周期法，以獲得較高的測量精度。車速測量的精確與否，將直接影響到本系統(tǒng)的實用性、可靠性。如何減少車速測量誤差，以下幾個方面是考慮的重點：1、由式（2-1）可知，車輪的速度 v車與車輪半徑r成正比，而 r受到車胎氣飽程度的影響。計算時，r是對應(yīng)于車胎在氣飽情況下的半徑。如果車胎氣不飽時，r值減小，會對測量產(chǎn)生誤差。因此，車輪半徑r是產(chǎn)生測量誤差的主要因素。 2、同樣在式（2-1）中，輪的速度v與n成正比，而n與開關(guān)型霍爾集成傳感器輸出脈沖頻率成正比。要想減小測量誤差，提高分辨率，必須增加傳感器上的永久磁鐵的個數(shù)。3、在運行試驗中，發(fā)現(xiàn)速度數(shù)字顯示跳動較大。檢查分析數(shù)據(jù)文件發(fā)現(xiàn)是脈沖信號現(xiàn)場干擾所致。因考慮到疊加在系統(tǒng)被測模擬輸入信號上的噪聲干擾及竄入計算機系統(tǒng)的干擾，導(dǎo)致測量誤差較大。又這些噪聲頻譜往往很寬，且具有隨機性，采用硬件防干擾措施只能抑制某個頻率段的干擾，仍有一些干擾會侵入系統(tǒng)，故采取軟件防干擾措施是必要的。本系統(tǒng)采用防脈沖干擾平均值濾波法，通過數(shù)字濾波技術(shù)剔除虛假信號，求取真值。3.3 看門狗、單片機復(fù)位和電源故障監(jiān)控電路設(shè)計由第二章分析可知，系統(tǒng)需配有看門狗電路以防止因干擾而無法正常工作，還需要有可靠的系統(tǒng)復(fù)位功能及電源監(jiān)控功能。maxim公司推出的max813l芯片能滿足這些要求。3.3.1 max813l性能特點max813l芯片如圖34所示。max813l是具有監(jiān)控電路的微處理芯片，主要有以下4個功能：1）具有獨立的看門狗計時器，如果看門狗在1.6s內(nèi)無變化，就會產(chǎn)生看門狗輸出；2）掉電或者電源電壓低于1.25v時，產(chǎn)生掉電輸出；3）上電能自動產(chǎn)生200ms寬的復(fù)位脈沖；4）具有人工復(fù)位功能，當(dāng)人工復(fù)位端輸入低電平時，產(chǎn)生復(fù)位信號輸出。圖34 max813l芯片引腳圖3.3.2 max813l與at89c51的接口電路max813l與at89c51連接的電路原理圖如圖35所示，該電路實現(xiàn)了看門狗、電源故障監(jiān)控及復(fù)位功能。max813l的手動復(fù)位端與端相連，一旦程序跑飛，輸出就由高電平變成低電平，并且保持140ms以上，這樣就觸發(fā)了端，引起max813l復(fù)位，使看門狗定時器清零、rst引腳輸出高電平，該電平至少能保持200ms。電路圖中，max813l的復(fù)位端rst與單片機的復(fù)位端rst相連，便可引起單片機系統(tǒng)復(fù)位。max813l的復(fù)位信號維持200ms結(jié)束后，單片機脫離復(fù)位狀態(tài)，重新恢復(fù)正常的運行。圖35 max813l與at89c51連接電路原理圖除此以外，該電路還具有上電使單片機自動復(fù)位功能，之后便自動監(jiān)視電源故障（掉電、電壓降低等）。若電源故障引起單片機復(fù)位，則在復(fù)位狀態(tài)，單片機不接受任何指令，直至電源電壓恢復(fù)正常，這樣，可以有效防止因電源電壓較低時單片機產(chǎn)生錯誤的動作。電源故障輸入pfi通過一個電阻分壓器檢測未穩(wěn)壓的直流電源。當(dāng)pfi低于1.25v時，電源故障輸出腳變低，可引起at89c51中斷，進行電源故障處理，或?qū)⒅匾獢?shù)據(jù)保存下來。把分壓器接到未穩(wěn)壓的直流電源是為了更早地對電源故障報警。3.3.3 程序設(shè)計要求1、 主程序設(shè)計在主程序中，必須把中斷優(yōu)先權(quán)限設(shè)置為最高，特別是系統(tǒng)中還要有其他中斷時，更應(yīng)如此，才能保證電源故障時cpu及時響應(yīng)。中斷優(yōu)先級設(shè)置可通過中斷優(yōu)先級寄存器ip實現(xiàn)，把px1（ip.2）置為1即可。通過設(shè)置中斷允許寄存器ie的總允許位ea（即ie.7）置為1及外部中斷1中斷允許位ex1（ie.2）置1，開放中斷。觸發(fā)方式有兩種：一種是電平觸發(fā)，另一種是跳變觸發(fā)。前者中斷撤除時必須外加輔助電路，否則中斷不能正常執(zhí)行；對于第二種方式，當(dāng)出現(xiàn)下跳沿時，硬件自動置中斷標志ie1為1，cpu響應(yīng)中斷后又自動撤除中斷即硬件清ie1。根據(jù)本系統(tǒng)種max813l引腳的特點，必須選用跳變觸發(fā)方式。觸發(fā)方式由定時器控制寄存器tcon中的it1位（即tcon.2）來選擇，把it1置1即可實現(xiàn)跳變觸發(fā)。2、 中斷服務(wù)程序設(shè)計好中斷服務(wù)程序至關(guān)重要，的中斷矢量為0013h, 它有8個單元。當(dāng)程序短（不超過8個字節(jié)）時，可把中斷服務(wù)程序放在此處；若中斷程序長，可在此存放一條轉(zhuǎn)移指令，轉(zhuǎn)到處理程序中，處理程序先保存重要數(shù)據(jù)到存儲器中。3.4 實時時鐘電路本系統(tǒng)采用了單獨的硬件計時芯片給系統(tǒng)提供時鐘信號，我們選用了美國motorola 公司研制的實時時鐘接口芯片mc146818，如圖36所示。該芯片為多功能日歷時鐘芯片，它不僅可以為微機系統(tǒng)提供實時日歷時鐘，還可以提供50字節(jié)ram供用戶使用。圖36 mc146818芯片引腳圖3.4.1 mc146818性能特點mc146818芯片是cmos實時時鐘/日歷芯片，它可以產(chǎn)生秒、分、時、星期、日、月及年等七個時標?？梢酝ㄟ^編程讀取和修改這些時標，也可以編程產(chǎn)生定時間隔中斷。采用硬時鐘/日歷，可以不占用單片機的定時器資源，減輕軟件設(shè)計量。mc146818芯片內(nèi)部有10個時標器存器，4個狀態(tài)寄存器和50字節(jié)靜態(tài)ram可供用戶使用。其地址分配如圖37所示。圖37 mc146818片內(nèi)寄存器和ram地址分配cpu通過讀時標寄存器得到時間和日歷，也可以通過編程設(shè)置其初值。這10個時標是秒、秒報警、分、分報警、時、時報警、星期、日、月、年，地址為00h09h。10個時標可以選擇二進制或bcd碼表示。片內(nèi)50byte ram，可供用戶在系統(tǒng)掉電時保存數(shù)據(jù)，地址為0eh3fh。片內(nèi)4個狀態(tài)/控制寄存器a、b、c、d用來控制和指示芯片的工作狀態(tài)，其內(nèi)容可讀可寫。地址為0ah0dh。1）寄存器a。主要用于選擇時鐘頻率，中斷周期和sqw輸出頻率。寄存器a的格式如表32所示。 寄存器a 表32 d7d6d5d4d3d2d1d0uipdv2dv1dv0rs3rs2rs1rs0uip:更新周期標志。uip1時，芯片正處于或?qū)㈤_始更新周期，此期間不允許讀寫時標器存器。dv2，dv1，dv0：選擇時鐘頻率。2）寄存器b。主要用于設(shè)置mc146818的工作狀態(tài)，如表33所示。 寄存器b 表33d7d6d5d4d3d2d1d0setpieaieuiesqwedm24/12dsepie、aie、uie：分別為周期中斷、報警中斷、更新周期結(jié)束中斷允許位。各位分別為1時，允許發(fā)相應(yīng)的中斷。set: set=0時芯片正常工作，每秒更新一次時標寄存器，此段時間為更新周期；set1時，芯片停止工作，此期間可編程時標寄存器。sqwe：方波輸出允許。dm：時標用bcd或者二進制數(shù)表示選擇，dm=1選擇二進制；dm=0選擇bcd碼。24/12：24小時制或12小時制選擇。24/12為1時選24小時制；24/12為0時選擇帶上、下午的12小時制。dse：dse=1表示需要正常時制與夏令時轉(zhuǎn)換；dse0不需要轉(zhuǎn)換。3）寄存器c。中斷標志位寄存器，如表34所示。 寄存器c 表34d7d6d5d4d3d2d1d0irqfpfafuf0000irqf：片內(nèi)中斷請求標志。irqfpfaf afaie+ufuie。當(dāng)irqf=1時，引腳變低，芯片中斷請求有效。pf、af、uf：這三位分別為周期中斷、報警中斷、更新周期結(jié)束中斷各標志位。4）寄存器d。只有一個標志位vrt（d7），其他位均為保留位。vrt：片內(nèi)ram與寄存器數(shù)據(jù)有效標志位。讀寄存器d，可使vrt自動置位1。之后片內(nèi)寄存器、時標寄存器和50字節(jié)ram數(shù)據(jù)有效，才可供系統(tǒng)使用。3.4.2 mc146818與at89c51的接口電路圖38 mc146818與at89c51的接口電路原理圖mc146818與at89c51的接口電路如圖38所示，片選信號由譯碼電路產(chǎn)生，所以片內(nèi)寄存器和ram地址分配如下：秒、秒報警、分、分報警、時、時報警、星期、日、月、年時標寄存器地址順序為：5fc0h、5fc1h、5fc2h、5fc3h、5fc4h、5fc5h、5fc6h、5fc7h、5fc8h、 5fc9h。4個狀態(tài)/控制寄存器地址為：5fcah、5fcbh、5fcch、5fcdh。50字節(jié)ram地址為：5fceh5fffh。3.4.3 程序設(shè)計要求時標置初值的要遵循如下步驟：1）芯片停止工作，寄存器b的set位置為1；2）時標寄存器置初值；3）讀寄存器c，以消除已有的中斷標志；4）讀寄存器d的vrt，使片內(nèi)寄存器和ram數(shù)據(jù)有效；5）讀寄存器b的set位清“0”，啟動mc146818開始工作。3.5 大容量存儲器的擴展3.5.1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析根據(jù)實際要求，本系統(tǒng)需要存儲的數(shù)據(jù)主要有行車速度、行車時間（日、時、分、秒）、制動狀態(tài)。為了在有限的存儲空間保存盡量多的數(shù)據(jù)，壓縮數(shù)據(jù)是很必要的。1）行車時間壓縮。每天零點更新一次新的日期（年/月/日），車停后再次啟動更新一次日期（年/月/日），每分鐘記錄一次時間（時/分）。2）行車記錄壓縮。每1秒記錄一次行車記錄，行車記錄包括行車速度、剎車狀態(tài)、時間（秒）。由于行車速度一般不超過250km/h，因此用1 byte表示；剎車狀態(tài)是個開關(guān)量，表示有無剎車，用1 bit表示；時間秒（059）用6 bit表示。這樣行車記錄可壓縮為2個byte了。行車時間和行車記錄的記錄格式如圖39所示。圖39 日期時間記錄及行車記錄格式可以看出，三條記錄的長度均為2byte，其中日期記錄的高三位為標志位，分鐘記錄的高兩位為標志位，行車記錄的最高位為標志位，以區(qū)分日期、分鐘、行車記錄，方便數(shù)據(jù)的操作。假設(shè)車輛平均每天運行16小時，每周工作七天，則共有403200條行車記錄，6720條分鐘記錄，車輛的起停次數(shù)可以忽略不計，經(jīng)過上述的數(shù)據(jù)壓縮之后，每周的存儲量大約為700k字節(jié)。3.5.2 超過地址尋址范圍的大容量數(shù)據(jù)存儲器擴展技術(shù)本系統(tǒng)選用at89c51，該芯片帶有4k eeprom，128字節(jié)ram單元。4k的程序存儲空間對于本系統(tǒng)足夠用了。然而，根據(jù)上一節(jié)分析可知，數(shù)據(jù)存儲空間遠遠不足。一個系統(tǒng)的尋址范圍取決于cpu的地址位數(shù)，當(dāng)?shù)刂房偩€為n位時，其最大的存儲空間為2n個單元。mcs-51系列單片機有著優(yōu)越的性價比，因此，應(yīng)用面寬，使用量也非常大，然而它只有16位地址線，最大能訪問的存儲空間為64k，顯然，本系統(tǒng)要擴展數(shù)據(jù)存儲空間。要擴展更大容量的存儲器，原則上就需要更多的地址線，顯然，每增加一根地址線就可以把存儲容量擴大一倍。在已經(jīng)極限使用地址總線的情況下，再擴大存儲器容量就只有利用其他方式來擴展高位地址線，常用的有硬件擴展方法和軟件擴展法兩種方法。超過地址尋址范圍的大容量數(shù)據(jù)存儲器擴展技術(shù)常用的主要是硬件擴展方法。所謂硬件擴展方法，就是把需要擴展的大容量存儲器分成n個存儲體，使得每個存儲體的容量不超過原地址的尋址范圍2n ，每個存儲體內(nèi)的存儲單元可以用原來的地址總線驅(qū)動尋址，用其他輸入輸出口的信號對不同的存儲體進行切換，這可以被稱為存儲體切換法，常用的有以下幾種：1）地址分時緩沖鎖存輸出法。利用鎖存器對數(shù)據(jù)總線輸出的數(shù)據(jù)進行分時緩沖鎖存后作為存儲體地址，該鎖存器輸出的數(shù)據(jù)可以做高位地址來用。對其地址的譯碼可以用線選法也可用譯碼器法來實現(xiàn)。2）地址線擴展法。mcs-51單片機的地址總線是16位，最大可以尋址存儲空間為64kb（21665536），由于采用哈佛結(jié)構(gòu)，所以可以分別擴展64kb程序存儲器和64kb數(shù)據(jù)存儲器。要擴展超過64kb單元的存儲空間，地址線擴展法有最常用的兩種擴展形式，其一是，采用多片64kb存儲單元的存儲器，每片片內(nèi)存儲單元還是用原16位地址尋址，而每一片的片選信號就可以用存儲體地址來切換。其二是，采用大于64kb存儲單元的存儲器，例如coms flash 28sf040 芯片（512k8位），其高位址a18 、a17 、a16和片選相對低16位地址a15a0都可以用存儲體地址控制。存儲體地址一般可以用p1口（或不使用的p3口）的某幾根i/o線做，其尋址譯碼方式可以采用線選，也可以采用譯碼器譯碼方式。若采用線選方式，特別要注意存儲體地址需要有效互斥，在某一個時刻之能有一根地址線有效。 為了簡化電路，同時又能滿足本系統(tǒng)的實際要求，并綜合考慮系統(tǒng)價格成本等實際因素，選用了sst公司的4mb（512kb）產(chǎn)品28sf040，采用了地址線擴展法形式二, 由于擴展的芯片較多，因此使用譯碼器譯碼法進行擴展。在本系統(tǒng)試驗階段，擴展了一片28sf040，使存儲空間達到512k byte。如果需要，可以同時擴展6片28sf040，而不必更改硬件電路，使數(shù)據(jù)存儲器空間達到3m byte。3.5.3 存儲器的選擇與28sf040性能特點1、存儲器選擇.存儲器技術(shù)的發(fā)展非常迅速，新產(chǎn)品層出不窮，市場上存儲器種類繁多，性能各異，表35是幾種存儲器性能比較。 幾種存儲器性能比較 表3-5存儲器種類擦除方式字節(jié)寫入時間數(shù)據(jù)保存時間eprom紫外線光擦除幾十豪秒掉電不丟eeprom在線電擦除幾十豪秒掉電不丟sram在線電擦除幾十納秒 需后備電池flash memory在線全片電擦除幾十微秒掉電不丟super memory在線分頁/全片電擦除幾十微秒掉電不丟從表中看出，eprom和eeprom的寫入速度